电网规划负荷预测方法探讨宁家银

电网规划负荷预测方法探讨宁家银

宁家银

（国网安徽省电力公司望江县供电公司安徽安庆246200）

摘要：作为电网规划设计的重要基础——电力系统负荷预测，其实质就是利用一套处理过去与未来负荷的数学方法，在满足一定精度要求的意义之下，用科学的方法对未来电荷的可能发展趋势与变化规律进行有依据的预测。因此，做好电力系统的负荷预测则对整个电网的安全稳定性则息息相关。以下笔者即结合个人多年从事电力工作的实践经验与相关的参考文献，就配电设备中负荷预测的重要性进行粗略的探讨，并提出配电设计中负荷预测计算方法。以期为广大同行在今后配电设计负荷预测工作上提供有力的理论支持。

关键词：电网规划；负荷预测；方法

目前，随着电力系统发展改革的不断深入，我国电力市场发展也越来越规范和完善。但是根本而言电力企业都是独立经营且自担市场风险，因此，在对电网进行规划时就需要考虑到方方面面，确保电网运行的质量，达到运行安全高效的目的，而要实现这一目标，就需要做好电网系统中电力负荷的预测工作。如今关于电力负荷的预测工作有多种多样的方法，但是根据现实情况不同，需要探索最适合实际的预测方法才能保证预测的准确率，进而指导电网系统的健康运行。另外，运行过程中还要不断摸索电网负荷变化的规律，对预测方法进行合理优化，提升电力负荷的预测质量和水平。

1电网规划设计需注意的问题

在进行电网规划设计前，规划设计人员的首要任务就是对相关原则进行熟悉与掌握，并基于这些原则的指导，促使规划设计的效果与目的达到理想水平。①在规划设计的过程中，必须以国家或当地的电网设计相关标准为依据，对当地基础设施等实际情况进行充分考察，然后与电网规划结合到一起。②电网规划建设对安全性与可靠性原则必须予以坚持，促使各线路操作安全得到强有力的保障。以我国夏季为例，持续高温会导致用户用电量剧增，受到这一现象的影响，大面积停电事故发生概率非常高，因此为了避免该问题，必须提高规划设计的合理性与可靠性。此外，电网规划设计必须充分考虑电网现状，并做好负荷预测工作，在规划设计的过程中充分结合实际情况，对规划进行合理的调整与改进，以此提高电网规划建设的合理性。

2关于电力负荷预测内容

开展电力负荷的预测工作，是以建立起来的电力负荷模型为研究对象，其最主要的构成包括，电力负荷的时空特性、电网系统的负荷电压以及电力的频率特性等内容。所谓的电力负荷的时空特性：是指随着空间位置改变和时间变动，电网负荷也会发生改变，而且通常这一改变较为复杂，需要通过分析负荷时间的曲线体现时空的特性，所以根据时间的区别，负荷曲线可以被划分为年负荷、季负荷、月负荷和日负荷；根据用电性质又可以划分为生活、农业、工业和市政4个研究领域等。

关于电力负荷预测的模型，不仅要对短期实时电力负荷进行预测分析，还要发挥对电网规划以及电力发展进行长期预测的作用，一般情况下会通过概率统计对负荷进行评估。值得注意的是预测电网长期的负荷情况时，存在客观上的误差，而导致这一误差出现的原因是电网运行的不稳定、负荷变化的不确定。但是总体而言，负荷预测准确度还是非常高的。

2.1按照物理性能划分

将电网中的电荷按照物理性能进行划分主要可以分为无功电荷和有功电荷。所谓的无功电荷就是电路之中的各种原件产生的无功功率。比如经过电闸的时候电流发生畸形变化，然后就在转换的过程中形成了无功功率，造成了负荷的消耗。有功电荷就是电流通过用电器将电能转化为可供其他东西利用的能源，比如电流通过电磁炉产生热能。

2.2按照电能中断损失划分

在正常的输电过程中，电网的忽然中断也是会造成一些损失的。所以国家就对造成损失的严重程度划分为一二三级电荷。一级电荷表示忽然断电造成的损失最大，而三级电荷则受断电产生的影响最小。

2.3按照电能的使用流程

按照使用流程划分可以将电能划分成发电电荷、供电电荷和用电电荷。发电电荷就是在发电厂中产生的所有电荷。供电电荷就是除去发电厂消耗的那些电荷以后往外输送的电荷。用电电荷就是除去在输送过程中损失的电荷以后的电荷。

3完善电网规划中的负荷预测工作

3.1小波分析预测法

小波分析预测法就是采集一个小部分的信号结构，然后对局部信号进行放大，然后进行分析预测。负荷信号是连续不断的信号，通过小波分析法将采集到的序列信号投射到其他尺度上，然后根据投射的序列信号建立分析模型，根据模型计算对其预测，最后对序列重新排列整合，建立不同的模型，整合出来完整的负荷预测结果。

3.2卡尔曼滤波预测法

卡尔曼滤波就是利用状态空间的思维，将信号当成线性系统的输出，然后将信号转变成方程进行解决。卡尔曼滤波预测法对数据的需求较少，它可以将最新产生的数据进行收集，然后通过方程进行推理计算，得到新的估算值。卡尔曼滤波预测法通过不断收集的数据对计算的数值进行修改，通过不断的数据修改使预测的准确性大大增加。这种方法不但能够对短期负荷进行准确预测，还能对超短期的负荷进行预测。

3.3趋势分析法

这一方法又称为曲线回归法或者曲线拟合法。这种预测方法的应用最为常见，且研究成果在行业内较多。所谓趋势分析就是将之前收集的各种资料为依据，整合成为一条直线，同时以曲线趋势为依据对某个阶段电力的负荷值进行确定。这种方法经常用到的研究模型包括多项式、线性、冥函数、对数、指数、龚波茨等趋势模型。但是尽管选择模型相对简便，要求较高的地方是进行曲线拟合必须保证精度与拟合区是一致的，进而保证电力负荷的预测结果。

3.4灰色模拟法

灰色模拟法是我国学者邓聚龙最先提出的预测理论，在一些掌握信息不全的情况下应用的一种电力负荷预测方法。所谓的灰色系统就是指未知信息，显而易见灰色模拟法采用的是模糊思想，然后通过运筹学以及自动控制知识进行分析和预测。但是这里使用到的历史电力数据以及数据处理等方面的差异都会影响到最终负荷预测的结果。不过这一方式操作简单，而且在样本容量下精确度高。

3.5分区负荷密度法

负荷密度预测法就是指从地区土地面积的平均耗电量入手，以期实际数字作为负荷预测的根本依据，从而对未来某一时段内土地面积和单位面积的用电密度所进行的预测，之后在乘以面积，最终得到用电量预测值。可以说该种方法就是根据近些年来该地区的实际发展情况以及电力规划目标对该待测区域所划分的多个功能区域，用负荷密度法所进行的预测，最后进行相加，得到的总用电量预测值。

3.6产业产值单耗法

目前，我们将单耗法也称为单位产品耗电法，该种方法就是通过对某一单位产品平均单位产品用量以及该产品产量的分析与计算，得到该产品的实际生产总用量。而因为在单耗法的实际使用前，必须对单耗法进行详细且全面的调查、统计，然而在实际工作中根本无法有效实现，因此该种方法的工作量十分巨大。

本篇文章对电网规划中负荷的预测进行了探讨，为负荷预测提供了一些小小的思路。因为城市是在不断发展的，人们处理事物的思路也是在不断变化的，所有在以后负荷的预测当中肯定会产生更多的问题。所以，为了提高对负荷预测的准确性，应该努力提高负荷预测的技术，思想应该与时俱进，不断学习负荷预测的方法，同时负荷预测人员也应具备相当完善的预测技术，能够满足不同情况下的负荷预测。

参考文献：

[1]陈国栋.电网规划中负荷预测的分析与研究[D].湖南大学，2008.

[2]侯磊.城市电网规划总量负荷预测系统的开发与应用[D].天津大学，2008.